杯形光學結構的製作方法

2023-09-13 07:08:10 1

專利名稱：杯形光學結構的製作方法
技術領域：
本實用新型與發光二極體透鏡相關，特別是指一種可調整發光二極體出光特性之杯形光學結構。
背景技術：
發光二極體已成為照明之主流，隨著發光二極體之效能不斷提升，其應用之範圍更加廣泛，加上其具有環保、低耗電、壽命長、反應快等優點，另外還有提供靈活設計之空間，故已逐漸取代現有之照明。由於發光二極體於製作上之限制而使出光具有指向性，故應用於照明上時，必須對其出光加以調整。是故，搭配適當之光學組件如透鏡，不僅使發光二極體在使用上能夠符合燈具或是照明之需求，更可使相同照明功率之發光二極體之出光轉化成為各種形狀及聚光、散光功能，因而得到更佳之視覺或是照明效果。

實用新型內容本實用新型主要目的，旨在提供一種裝設於一發光二極體之杯形光學結構，以改變發光二極體之照明效果。為達上述目的，本實用新型之杯形光學結構，供以調整一發光二極體之出光，該杯形光學結構包括一外部曲面，呈軸對稱並建構該杯形光學結構之主體，該曲面之一邊緣圍繞成為該杯形光學結構之一底部，該外部曲面包含複數個外部曲面點，該等外部曲面點為一 x-y平面上之複數個坐標(x，y)，該χ-y平面以該外部曲面軸對稱之一軸心作為y軸，通過該底部並與y軸相交之一直線為χ軸；一入光結構，由該底部凹設於該杯形光學結構內並包含於該杯形光學結構內部，供以容置該發光二極體並使該發光二極體之出光進入該杯形光學結構。第一實施例中，該等外部曲面點為(3.90,0),(5. 42，1.78)、(6. 67，3. 55)、(7.69，5. 17)、(8. 95，7. 43)，且該入光結構更包含一第二曬紋區，為霧面結構而設於該入光結構內部。第二實施例中，該等外部曲面點為00，0)、(5. 55，1.64)、(6.91,3. 48), (7.87，4.87)、(8.79,6.60)、(8. 79，7. 43)，且該外部曲面於該等曲面點(8. 79,6. 60)及(8.79，
7.43)間之一第一曬紋區為霧面。第三實施例中，該等外部曲面點為(3.30,0), (4. 81，1.73)、(6.01,3. 39), (7.29，5. 26)、(8. 73，7. 43)，且該杯形光學結構更包含一架設環及一出光結構，該架設環與該底部相對設置並與該外部曲面連接，且該架設環為霧面。而該出光結構與該底部相對設置於該杯形光學結構之出光處，該出光結構具有網面結構，且該出光結構於該出光面側緣處為霧面。第四實施例中，該等外部曲面點為(3.10，0)、(4. 65,1.76), (6. 00,3. 57), (7.28，
5.43)、(8. 60，7. 43)，且該杯形光學結構更包含一出光結構，與該底部相對設置於該杯形光學結構之出光處，且該出光結構為蜂巢結構，由複數個正六邊形組成，且該等正六邊形之內切圓半徑為0. 5mm。第五實施例中，該等外部曲面點為(3.01,0),(4. 42，1.55)、(6. 14,3. 48), (7.60，5. 25)、(9. 41，7. 43)，且該杯形光學結構更包含一架設環及一出光結構，該架設環與該底部相對設置並與該外部曲面連接，且該架設環為霧面。該出光結構與該底部相對設置於該杯形光學結構之出光處，且該出光結構具有霧面之一出光面。本實用新型之設計，由不同之曲面點定義之外部曲線，使得發光二極體使用該杯形光學結構可得以調整出光，使得出光更加均勻，並得到不同之光學效果。

[0012]圖la，為本實用新型第--實施列之立體示意圖。[0013]圖lb，為本實用新型第--實施列之曲率圖。[0014]圖lc，為本實用新型第--實施列之光軌跡圖。[0015]圖ld，為本實用新型第--實施列之配光曲線圖。[0016]圖加，為本實用新型第二二實施列之立體示意圖。[0017]圖2b，為本實用新型第二二實施列之曲率圖。[0018]圖2c，為本實用新型第二二實施列之光軌跡圖。[0019]圖2d，為本實用新型第二二實施列之配光曲線圖。[0020]圖3a，為本實用新型第三Ξ實施列之立體示意圖。[0021]圖北，為本實用新型第三Ξ實施列之曲率圖。[0022]圖3c，為本實用新型第三Ξ實施列之光軌跡圖。[0023]圖3d，為本實用新型第三Ξ實施列之配光曲線圖。[0024]圖4a，為本實用新型第四實施列之立體示意圖。[0025]圖4b，為本實用新型第四實施列之曲率圖。[0026]圖4c，為本實用新型第四實施列之光軌跡圖。[0027]圖4d，為本實用新型第四實施列之配光曲線圖。[0028]圖5a，為本實用新型第五實施列之立體示意圖。[0029]圖恥，為本實用新型第五實施列之曲率圖。[0030]圖5c，為本實用新型第五實施列之光軌跡圖。[0031]圖5d，為本實用新型第五實施列之配光曲線圖。
具體實施方式
為使清楚了解本實用新型之內容，謹以下列說明搭配圖式，敬請參閱。請參閱圖Ia Id所示，為本實用新型第一實施例之立體示意圖、曲率圖、光軌跡圖及配光曲線圖。如圖中所示，本實用新型之杯形光學結構1，與一發光二極體2配合使用，以調整該發光二極體2之出光，透過光學之折射以及反射等物理性質加以調整。該杯形光學結構1由一外部曲面10建構該杯形光學結構1之主體外型以及該杯形光學結構1之物理性質效果。該外部曲面10呈軸對稱，且該外部曲面10之一邊緣圍繞成為該杯形光學結構1之一底部12，該外部曲面10包含複數個外部曲面點100，供以描述該外部曲面10之外型。由於該外部曲面10為軸對稱，故，該等外部曲面點100可為一 x-y平面上之複數個坐標(x，y)而形成該χ-y平面上之一曲線，且該χ-y平面以該外部曲面10軸對稱之一軸心作為y軸，通過該底部12並與y軸相交之一直線為χ軸，便可由該曲線相對該軸心對稱形成該外部曲面10之外型。於此實施例中，該等外部曲面點100為(3. 90，0)、(5. 42，1.78)、(6. 67，3. 55)、(7. 69，5. 17)、(8. 95，7. 43)，因而使得該杯形光學結構1具有均勻聚光之效果。另由該底部12凹設於該杯形光學結構1內為一入光結構14，該入光結構14包含於該杯形光學結構1內部，供以容置該發光二極體2並使該發光二極體2之出光進入該杯形光學結構1。於本實施例中，該入光結構14更包含一第二曬紋區140，為霧面結構環設於該入光結構14，使該發光二極體2之出光射入該第二曬紋區140時產生散射，以提升均勻度。請參閱圖加 2d所示，為本實用新型第二實施例之立體示意圖、曲率圖、光軌跡圖及配光曲線圖。於本實施例中，該發光二極體2裝設於凹設於該底部12之入光結構14，而該杯形光學結構1之外部曲面10亦由複數個外部曲面點100所描述，且該等外部曲面點100 (x, y)位於以該外部曲面10軸對稱之一軸心作為y軸，通過該底部12並與y軸相交之一直線為χ軸所形成之一 x-y平面上。該等外部曲面點100為(4. 00,0)、(5. 55，1. 64)、(6. 91，3. 48)、(7. 87，4. 87)、(8. 79，6. 60)、(8. 79，7. 43)，且於該等曲面點(8. 79，6. 60)及(8. 79，7. 43)間之一第一曬紋區102為霧面，產生散射，以提升均勻度。請參閱圖3a 3d所示，為本實用新型第三實施例之立體示意圖、曲率圖、光軌跡圖及配光曲線圖。於本實施例中，該發光二極體2裝設於凹設於該底部12之入光結構14，而該杯形光學結構1之外部曲面10亦由複數個外部曲面點100所描述，該等外部曲面點100 為(3. 30，0)、(4. 81，1. 73)、(6. 01，3. 39)、(7. 29，5. 26)、(8. 73，7. 43)，且具有一出光結構18，相對該底部12設置於該杯形光學結構1之出光處，且該出光結構18具有網面結構，而該出光結構18於該出光面180側緣處為霧面，使出光時產生不同角度之折射而讓視覺效果更加均勻。另於該底面相對處設有霧面之一架設環16，與該外部曲面10連接，而供裝設該杯形光學結構1於燈具支架上。請參閱圖如 4d所示，為本實用新型第四實施例之立體示意圖、曲率圖、光軌跡圖及配光曲線圖。於本實施例中，該發光二極體2裝設於凹設於該底部12之入光結構14，而該杯形光學結構1之該外部曲面10亦由複數個外部曲面點100所描述，該等外部曲面點100 為(3. 10,0), (4. 65，1. 76)、(6. 00，3. 57)、(7. 28，5. 43)、(8. 60，7. 43)，且具有蜂巢結構之一出光結構18，與該底部12相對設置於該杯形光學結構1之出光處，該出光結構18由複數個正六邊形182組成，且該等正六邊形182之內切圓半徑為0. 5mm，而使出光產生不同角度散射之效果而更加均勻，在視覺上產生多點出光而非整面出光。請參閱圖fe 5d所示，為本實用新型第五實施例之立體示意圖、曲率圖、光軌跡圖及配光曲線圖。於本實施例中，該發光二極體2裝設於凹設於該底部12之入光結構14，而該杯形光學結構1之外部曲面10亦由複數個外部曲面點100所描述，該等外部曲面點100 為(3. 01，0)、(4. 42，1. 55)、(6. 14，3. 48)、(7. 60，5. 25)、(9. 41，7. 43)。另具有一出光結構18，與該底部12相對，並設置於該杯形光學結構1之出光處，且該出光結構18具有霧面之一出光面180，使出光產生散射而提高均勻度。而該出光面180與該外部曲線之間具有霧面之一架設環16，與該底部12相對設置並與該外部曲面10連接，進而達到擴散光線並使其出光均勻之效果。[0038]如上所述，本實用新型對於外部曲線加以調整，便可使發光二極體之出光產生光線集中而提高亮度，或擴散光線而降低亮度之功效，並且可增加出光之均勻度，使得點光源得以轉換為均勻之一照明區域，更適合人眼以及各種應用。此外，搭配各種不同形狀之出光面設計，以霧面、蜂巢、數組、網面、條紋等不同結構，可產生相異之效果，輔助曲面光學設計而提升發光二極體之效能。以上所述者，為本實用新型之較佳實施例而已，並非用以限定本實用新型實施之範圍，其它轉變方式亦皆在本實用新型的範疇之中；故此等熟習此技術所作出等效或輕易的變化者，在不脫離本實用新型之精神與範圍下所作之均等變化與修飾，皆應涵蓋於本實用新型之專利範圍內。
權利要求1.一種杯形光學結構，供以調整一發光二極體之出光，該杯形光學結構包括一外部曲面，呈軸對稱並建構該杯形光學結構之主體，該外部曲面之一邊緣圍繞成為該杯形光學結構之一底部，該外部曲面包含複數個外部曲面點，該等外部曲面點為一 x-y平面上之複數個坐標(x，y)，該χ-y平面以該外部曲面軸對稱之一軸心作為y軸，通過該底部並與ι軸相交之一直線為χ軸；一入光結構，由該底部凹設於該杯形光學結構內並包含於該杯形光學結構內部，供以容置該發光二極體並使該發光二極體之出光進入該杯形光學結構。
2.如權利要求1所述之杯形光學結構，其中，該等外部曲面點為(3.90，0)、(5.42，1. 78)、(6. 67，3. 55)、(7. 69，5. 17)、(8. 95，7. 43)。
3.如權利要求2所述之杯形光學結構，其中，該入光結構更包含一第二曬紋區，為霧面結構而設於該入光結構內部。
4.如權利要求1所述之杯形光學結構，其中，該等外部曲面點為0.00，0)、(5.55，1. 64)、(6. 91,3. 48)、(7. 87,4. 87)、(8. 79,6. 60)、(8. 79,7. 43)。
5.如權利要求4所述之杯形光學結構，其中，該外部曲面於該等曲面點(8.79，6.60)及(8. 79，7. 43)間之第一曬紋區為霧面。
6.如權利要求1所述之杯形光學結構，其中，該等外部曲面點為(3.30，0)、(4.81,1. 73)、(6. 01，3. 39)、(7. 29，5. 26)、(8. 73，7. 43)。
7.如權利要求6所述之杯形光學結構，更包含一架設環，與該底部相對設置並與該外部曲面連接，且該架設環為霧面。
8.如權利要求6或7所述之杯形光學結構，更包含一出光結構，與該底部相對設置於該杯形光學結構之出光處，且該出光結構之一出光面具有網面結構。
9.如權利要求8所述之杯形光學結構，該出光結構於該出光面側緣處為霧面。
10.如權利要求1所述之杯形光學結構，其中，該等外部曲面點為(3.10,0), (4. 65,1. 76)、(6. 00，3. 57)、(7. 28，5. 43)、(8. 60，7. 43)。
11.如權利要求10所述之杯形光學結構，更包含一出光結構，與該底部相對設置於該杯形光學結構之出光處，且該出光結構為蜂巢結構。
12.如權利要求11所述之杯形光學結構，其中，該出光結構由複數個正六邊形組成，且該等正六邊形之內切圓半徑為0. 5mm。
13.如權利要求1所述之杯形光學結構，其中，該等外部曲面點為(3.01，0)、(4.42,1. 55)、(6. 14，3. 48)、(7. 60，5. 25)、(9. 41，7. 43)。
14.如權利要求13所述之杯形光學結構，更包含一架設環，與該底部相對設置並與該外部曲面連接，且該架設環為霧面。
15.如權利要求13或14所述之杯形光學結構，更包含一出光結構，與該底部相對設置於該杯形光學結構之出光處，且該出光結構具有霧面之一出光面。
專利摘要本實用新型公開一種杯形光學結構，包括一外部曲面，呈軸對稱並建構該杯形光學結構之主體，該外部曲面之一邊緣圍繞成為該杯形光學結構之一底部，該外部曲面包含複數個外部曲面點，該等外部曲面點為一x-y平面上之複數個坐標(x，y)，該x-y平面以該外部曲面軸對稱之一軸心作為y軸，通過該底部並與y軸相交之一直線為x軸；一入光結構，由該底部凹設於該杯形光學結構內並包含於該杯形光學結構內部，供以容置該發光二極體並使該發光二極體之出光進入該杯形光學結構。據此，而能調整一發光二極體之出光特性。
文檔編號F21Y101/02GK202338861SQ201120461388
公開日2012年7月18日 申請日期2011年11月21日 優先權日2011年11月21日
發明者唐德龍 申請人:東莞雷笛克光學有限公司